電流検出アンプについて

質問

機器に流れる電流を測定するために、
MAX4372Fというハイサイド電流検出アンプを使って電流検出回路を作成しました。またRsense=47mΩ、Vsense=100mVです。
まず、このICのVccを定電圧電源より５Vを供給し、
機器のVinを定電圧電源より4.2V、2Aを供給した場合、
電流検出回路からは正常に機器の電流を測定するための電圧が出力されました。
ところが、機器のVinをリチウムイオンバッテリー（CGA-E/111）にした場合、電流検出回路から５Vが出力され、回路に使っているシャントチップ抵抗が焦げてしまい、原因が分からず困っています。
定電圧電源とリチウムイオンイオンバッテリーの特性の違いなのでしょうか。電子回路に初めて触れるもので知識もまだまだ低いのですが、なにかご教授いただけませんでしょうか。
よろしくお願いします。

回答No.7

miran_2006

http://proxy.f3.ymdb.yahoofs.jp/bc/44630384_140a2/bc/3d4f/goo1---1.jpg?BCmKQxGBSyI74Ve_
#6です。非公開になってました。

回答No.6

miran_2006

＃３です
>[機器の消費電力mW]
>=【機器の電源電圧V】*【[電流計出力電圧V]*{(Vsense/Rsense)/[電流計電源電圧V]}】
いったい何を計算したいのやら？

↓に貴殿がトラブったと思われる等価回路を書きました。
これ見て理解できないようなら、オームの法則とか、よく勉強したほうがいいですよ。
http://proxy.f3.ymdb.yahoofs.jp/bc/44630384_140a2/bc/goo1.jpg?BCqwLvGBHc134Ve_
今回の現象は、貴殿が使用した47mΩ1Wの抵抗が流れた電流に対して消費した電力に対して小さすぎて発火したと想定されます。
対策としては、シャント抵抗を熱容量（W)の大きな物にするか、何個かを並列にするか、流す電流を予め決めて、それ以上流さないように扱うかです。
これまでのやり取りで、貴殿にカレントリミットは作成できそうな気がしませんので・・・
火事にならないよう気をつけてください。

回答No.5

miran_2006

＃３です
>[リチウムイオン電池]-[電流計に使っているシャント抵抗]-[機器の抵抗]-[グランド]
>となっているのですが、電流の制御に[機器の抵抗]は関わってこないのでしょうか。

もちろん、関係します。
それっぽい値で計算してみましょう。
リチュームイオン電池：携帯またはデジカメ用の3.7Vを想定。
(1)リチュームイオン電池の内部抵抗：うーん、0.5Ωくらいかな？
(2)リチュームイオン電池の内部抵抗：うーん、0.2Ωくらいかな？
　　判らないので２種類用意。
電流計に使っているシャント抵抗：まぁ多分0.1Ωかな？
機器の抵抗：47mΩ
(1)の場合　I=3.7V÷(0.5+0.1+0.047）=5.718A
(2)の場合　I=3.7V÷(0.2+0.1+0.047）=10.66A
(1)の場合の抵抗両端の電力=I^2・R=1.53W
(2)の場合の抵抗両端の電力=I^2・R=5.34W
となります。
47mΩの抵抗は何Wですか？

以上、ご参考までに・・・

お礼

ご返答ありがとうございます。

＞機器の抵抗：47mΩ
＞47mΩの抵抗は何Wですか？

説明が下手ですみません。
シャントチップ抵抗（Rsense）
の抵抗は47mΩ、負荷能力は１W。
機器の抵抗、消費電力は未知。
Li-ion電池(機器の電圧)は
満充電時=4.2V (交渉電圧=3.7V)
内部抵抗は不明。
となっています。

ここで、
[機器の消費電力mW]
=【機器の電源電圧V】*【[電流計出力電圧V]*{(Vsense/Rsense)/[電流計電源電圧V]}】
より、定電圧電源を用いた場合、電流検出回路からは0.5Vが出力され、各値を代入したところ、
　機器に流れる電流≒200mA
∴機器の消費電圧≒800mW
となり、妥当な値でした。
ところが、
【機器の電源電圧V】を定電圧電源からLi-ion電池に換えた所、
電流検出回路からは約5Vが出力されてしまいました。

もしかしたら煙が上がったのはシャントチップ抵抗ではなく、ICだったのかもしれません。。

回答No.4

miran_2006

＃３です。補足です。
先ほど※電池には電流を制限する機能はありません。
と書きましたが、一部の携帯電話などの電池でポリスイッチ等を内蔵しているものは、事故防止の電流制限がかかります。
ご参考までに・・・

回答No.3

miran_2006

定電圧電源では、カレントリミットがきくので２Aと言う固定電流が入力でき、正常に計測できたと推測。
シャント抵抗の両端にリチューム電池をつなげたら・・・
電流を制限できるのは、シャント自体の抵抗値と電池の内部抵抗だけになります。
仮に１Vの電池で、内部抵抗が限りなく０に近い値だったと仮定します。
すると（１V÷47mΩ）^2*47mΩ＝21.3Wの電力が抵抗に掛ると計算できます。何Wのシャント抵抗を使ったか知りませんが、数Wなら余裕で燃えますね。
５Vが出力されたのは、オーバーロードと推測。
※電池には電流を制限する機能はありません。
よく電池に記載されている例1500mAhと言う様な表記は、1500mAまで出力するという意味ではなく、1500ｍAを１時間出力できる電荷を持っている。という意味です。
ご参考までに・・・

お礼

ご返答ありがとうございます。
＞カレントリミットがきくので２Aと言う固定電流が入力でき、正常に計測できたと推測。
勉強になります。低電圧電源で大丈夫な理由はそのためなのかもしれません。

＞シャント抵抗の両端にリチューム電池をつなげたら・・・
今回の場合、
[リチウムイオン電池]-[電流計に使っているシャント抵抗]-[機器の抵抗]-[グランド]
となっているのですが、電流の制御に[機器の抵抗]は関わってこないのでしょうか。

回答No.2

candle2007

MAX4372Fはわたしも使ったことがありますが、特に問題はありませんでした。

ご質問の原因は多分RS-端子付近の短絡（誤操作）でしょうね。

5Vの出力（最大出力電圧）が観測されたことからも、それが証明されます。

お礼

回答ありがとうございます。

[機器]-[バッテリー]
この場合は正常に機器は作動し、

[機器]-[MAX4372F]-[バッテリー]
このようにMAX4372Fをはさみ電流計測を行おうとすると、５Vの出力が観測されます。

まだ問題は解決できていませんが、RS-端子付近の短絡がないか調べてみます。

回答No.1

tadys

電流検出アンプのせいでシャント抵抗が焦げる可能性はかなり低いです。
アンプ以外のところに原因があると思われますので、ほかの部分に問題が無いか検討してください。

お礼

回答ありがとうございます。
アンプのまわりで短絡がないか検討しています。